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Imagem: shutterstock

Micro plásticos na agricultura – Uma preocupação crescente

Estão aparecendo em nossos frutos, vegetais e corpos

Por Kate S. Petersen – artigo original em inglês: Environmental Health News

Pesquisadores dizem que mais poluição de micro plásticos está entrando em solo agrícola do que nos oceanos — e esses pedacinhos estão aparecendo em nossos frutos, vegetais e corpos.

Mary Beth Kirkham não tinha estudado micro plásticos quando foi convidada a coeditar um novo livro sobre micros plásticos no meio ambiente — mas algo se destacou sobre a pesquisa existente.

“Eu tinha lido na literatura que… cádmio e outros elementos de traço tóxico [são] aumentados quando temos esses plásticos particulados no solo. Então, isso foi preocupante para mim”, disse Kirkham, fisiologista de plantas e distinto professor de agronomia na Universidade Estadual do Kansas, à EHN.

A experiência de Kirkham é em relações com água e plantas e captação de metais pesados, então ela decidiu realizar sua própria pesquisa na qual cultivou plantas de trigo expostas a micro plásticos, cádmio e micro plásticos e cádmio. Então ela comparou essas plantas com aquelas cultivadas sem nenhum aditivo. Ela escolheu cádmio porque é venenoso, cancerígeno e onipresente no ambiente devido à atividade humana — é derramado de baterias e pneus de carro, e é naturalmente encontrado na rocha fosfato usada para fazer fertilizantes agrícolas.

“O cádmio está em toda parte”, disse Kirkham.

No final do experimento, ela enviou suas plantas de trigo para análise, e, validando relatórios anteriores, as plantas cultivadas com micros plásticos foram mais contaminadas por cádmio. “Os plásticos realmente estavam agindo como o vetor para a absorção do cádmio”, disse ela.

Sua experiência tornou-se um capítulo no novo livro, Particulate Plastics in Terrestrial and Aquatic Environments, (Partículas de Plásticos em Ambientes Terrestres e Aquáticos).

“Acho que as pessoas não sentiram que a absorção de micro plásticos pelas plantas é um problema”, disse Kirkham. “Só não tem estado nos olhos do público.”

Mary Beth Kirkham (à esquerda) em seu laboratório na Universidade Estadual do Kansas. (Crédito: k-state.edu)

Micro plásticos, vagamente definidos como peças de plástico menores que 5 milímetros de diâmetro, ou aproximadamente do tamanho de um pequeno grão de arroz, deixaram sua marca tanto no ecossistema global quanto na consciência popular, matando famosas aves marinhas e chovendo em áreas selvagens. E embora os impactos dos micro plásticos nos oceânicos tenham sido objeto de significativa atenção da mídia e da ciência, pesquisadores dizem que a maioria dos micro plásticos estão realmente se acumulando em terra, incluindo áreas agrícolas. Uma estimativa sugere que 107.000 a 730.000 toneladas de micro plásticos poderiam ser despejados em solos agrícolas nos EUA e na Europa a cada ano, em comparação com as 93.000 a 236.000 toneladas que entram nos oceanos.

Os micros plásticos chegam às fazendas através de lodo de esgoto processado usado para fertilizantes, cobertura vegetal seca de plásticos são até adicionados intencionalmente como fertilizantes de liberação lenta e revestimentos de sementes protetoras. Apenas nos últimos anos, um aumento nas pesquisas descobriu impactos potenciais alarmantes dessa contaminação em todos os aspectos dos sistemas agrícolas, da qualidade do solo à saúde humana.

Os micros plásticos também podem entrar em solos agrícolas através da degradação de materiais plásticos usados pelos agricultores, como a cobertura vegetal seca de plásticos preto. (Crédito: Charles Dawley/flickr)

Lama de esgoto, cobertura vegetal seca de plásticos e fertilizantes de liberação lenta

Luca Nizzetto, cientista pesquisador do Instituto Norueguês de Pesquisa em Água, começou a estudar micro plásticos em solos agrícolas depois que notou que a maioria das pesquisas sobre micros plásticos se concentravam nos oceanos.

“A maioria das fontes marinhas são na verdade baseadas em terra”, disse Nizzetto à EHN. “Ninguém estava olhando para o que estava acontecendo perto da fonte.” Quando sua equipe começou a avaliar potenciais afundamentos de terras para micro plásticos, eles “imediatamente [identificaram] a agricultura como uma das áreas quentes”.

Os micros plásticos podem entrar em terras agrícolas através da lama de esgoto, os sólidos que são filtrados de águas residuais, que são comumente usados para fertilizar campos agrícolas. Micro plásticos entram no esgoto originalmente através de lavanderia, produtos de cuidados pessoais e escoamento urbano.

Nizzetto disse que a maioria dos micro plásticos são retidos na lama à medida que a água é limpa em instalações de tratamento e, em um artigo de 2016, sua equipe estimou que entre 125 e 850 toneladas por milhão de pessoas são despejadas anualmente em terras agrícolas europeias através de lodo de esgoto. Nizzetto também relatou no mesmo artigo que cerca de 50% da lama de esgoto é processada para aplicação agrícola na Europa e nos Estados Unidos.

Micro plásticos foram relatados na lama de esgoto dos EUA já em 1998, e em 2020 pesquisadores estimaram que cerca de 21.249 toneladas métricas de micro plásticos são liberadas para terras agrícolas dos EUA a partir de lodo de esgoto anualmente. Por causa de sua recalcitrância em solos, pesquisadores americanos até investigaram a possibilidade de usar o perfil contemporâneo de micro plásticos dos solos como um indicador da aplicação da lama de esgoto do passado.

Os micros plásticos também podem entrar em solos agrícolas através da degradação de materiais plásticos utilizados pelos agricultores. Kirkham disse que na década de 1950, a cobertura plástica substituiu vidro em estufas. Cobertura vegetal seca de plásticos também foram popularizadas, tornando-se comuns em grande parte do mundo. Elas são dispostas no chão para suprimir os mofos, aquecer o solo e reter umidade.

De acordo com Kirkham, os agricultores podem acabar empilhando-os em suas terras ou queimá-los para evitar os custos de descarte. Nizzetto disse que em algumas áreas, a cobertura vegetal seca de plásticos é simplesmente deixada para quebrar no solo.

Os micros plásticos fabricados intencionalmente são outra fonte de emissões plásticas para solos agrícolas, de acordo com Nizzetto e outros pesquisadores com quem a EHN conversou. Estes podem incluir fertilizantes de liberação lenta encapsulados de plástico e revestimentos plásticos destinados a proteger as sementes de microrganismos.

Um relatório de 2017 compilado pela Comissão Europeia estima que até 8.000 toneladas métricas de plástico de fertilizantes de liberação lenta são transmitidas anualmente para solos agrícolas da Europa Ocidental (embora tenham dito que uma porcentagem disso pode não ser micro plásticos). Um relatório da Agência Europeia de Produtos Químicos de 2019 listou as quantidades de emissões como 10.000 toneladas métricas para fertilizantes de liberação lenta e 500 toneladas métricas para sementes tratadas a cada ano. Os números para os EUA não estavam disponíveis.

Os micro plásticos podem chegar às fazendas por meio de lodo de esgoto processado, usado como fertilizante. (Crédito: CityofGeneva/flickr)

Micro plásticos alteram as propriedades físicas e biológicas dos solos

Dezesseis dias após o experimento de micro plásticos e cádmio de Kirkham, suas plantas de trigo tratadas com plástico começaram a amarelar e murchar. A água estava se agrupando no topo do solo nas plantas tratadas de plástico, mas para manter seu experimento consistente, ela teve que dar a todas as plantas a mesma quantidade de água.

“O plástico particulado apareceu para entupir os poros do solo, evitar a aeração do solo, e causar… a morte das raízes”, disse Kirkham. Plantas sem micro plásticos, mesmo as contaminadas por cádmio, estavam em muito melhor forma. “Eram os plásticos que controlavam mais o crescimento do que o cádmio.”

Outra equipe de pesquisadores relatou resultados semelhantes. Eles descobriram que a exposição a plásticos resultou em redução de peso, altura, teor de clorofila e crescimento raiz de Arabidopsis thaliana, um parente de repolho e brócolis. Neste estudo, os pesquisadores utilizaram nano plásticos, que são peças plásticas com menos de 100 nanômetros de tamanho.

O impacto total da contaminação de micro plásticos em solos agrícolas, particularmente à medida que as concentrações aumentam com o tempo, é desconhecido. No entanto, estudos têm demonstrado que os micro plásticos possuem características físicas e químicas que têm o potencial de alterar a densidade a granel do solo, comunidades microbianas, capacidade de retenção de água e outras propriedades que influenciam o desenvolvimento da planta.

Impactos da minhoca

Esperanza Huerta Lwanga, cientista do solo afiliado à Universidade de Wageningen e Pesquisa nos Países Baixos e ao El Colegio de la Frontera Sur, no México, investigou os efeitos dos micro plásticos nas minhocas, criaturas amplamente consideradas um benefício para a agricultura devido à sua capacidade de ajudar a decomposição, adicionar nutrientes orgânicos ao solo através de suas fundições de resíduos e aumentar a aeração do solo.

“Quando eu estava pesquisando sobre a distribuição de invertebrados de solo em diferentes jardins domésticos em Tabasco, México, encontrei micro plásticos. E nesses solos com micro plásticos, não havia minhocas”, disse Huerta Lwanga à EHN.

Essa observação a motivou a estudar minhocas diretamente. Em seus experimentos subsequentes, ela descobriu que os vermes tentaram evitar micro plásticos, mas quando a concentração do solo chegou a 7%, eles começaram a ingeri-los junto com o solo, concentrando os plásticos em suas fundições, e transportando-os através de diferentes camadas de solo. Em seu artigo de 2018, a equipe de Huerta Lwanga alertou que a água da chuva flui através de tocas de minhoca em águas subterrâneas, criando um conduíte claro para micro plásticos entrarem em sistemas de água subterrânea.

Huerta Lwanga também disse que os micros plásticos causaram uma taxa de mortalidade de 8% a 25% nas minhocas, dependendo da dose. Em seu artigo, ela e seus colegas hipoteticamente acham que a mortalidade pode ser parcialmente causada por micro plásticos, causando a abertura dos tratos digestivos das minhocas, tornando mais difícil para eles absorver nutrientes. Os danos nos tratos digestivos das minhocas que ingeriram micro plásticos foram documentados por outros pesquisadores.

Uma vez que os micro plásticos entram em um ecossistema, eles podem se proliferar através de níveis tróficos, como quando um pássaro come uma minhoca.

Ou quando uma pessoa come uma maçã.

Imagens de localização de microesferas na raiz, caule e folha de uma planta de trigo. (Crédito: Absorção efetiva de plantas de bycrop de plásticos submicrometre através de um modo de entrada de crack)

Passando pelo tecido vegetal e humano

No início deste ano, Yongming Luo, professor do Instituto Yantai de Pesquisa da Zona Costeira e do Instituto de Ciência do Solo de Nanjing, na China, e colegas relataram acúmulo de micro plásticos em plantas de trigo e alface expostas a micro plásticos em um ambiente de laboratório. Os pesquisadores cultivaram as plantas em sistemas hidropônicos e de solo com micros plásticos que haviam sido misturados com corantes fluorescentes. Os pesquisadores analisaram seções transversais das plantas sob um microscópio equipado para detectar a fluorescência. As raízes, caules e folhas se iluminaram.

“Durante décadas, os cientistas acreditam que as partículas plásticas são grandes demais para passar pelas barreiras físicas do tecido vegetal intacto. Mas nosso novo estudo refuta essa suposição”, disse Luo à EHN.

A equipe de Luo relatou que os micros plásticos pareciam estar entrando nas plantas através de rachaduras nas raízes onde ocorre ramificação lateral, bem como difundindo através de células nas pontas radiculares em desenvolvimento.

Uma equipe de cientistas também informou no início deste ano que havia detectado micro plásticos em produtos de supermercado italianos, incluindo cenoura, alface, brócolis, batatas, maçãs e peras. Os pesquisadores escreveram que encontraram a maior contaminação de micro plásticos em maçãs e o menor em alface, e especularam que a natureza perene de uma árvore frutífera permitiu que os micros plásticos se acumulassem mais do que nas culturas anuais.

“Se os micros plásticos estão entrando em nossos vegetais, eles estão entrando em tudo que come vegetais… o que significa que eles estão em nossa carne e laticínios também”, disse Luo.

Micro plásticos já foram detectados em mel, cerveja e frutos do mar.

Com caminhos claros e descontrolados nos sistemas alimentares humanos, a ingestão de micro plásticos pelos seres humanos é praticamente inevitável, mas as consequências da ingestão são ainda desconhecidas.

Microfibras plásticas foram encontradas em biópsias de tecido pulmonar maligno de pacientes com câncer. Esses plásticos provavelmente foram inalados em vez de engolidos, mas a preocupação de que os micro plásticos possam ficar alojados no tecido e causar inflamações perigosas permanece. Estudos de mamíferos forçados a ingerir micro plásticos em laboratórios também forneceram evidências de que micro plásticos podem passar pelas paredes celulares, se mover pelo corpo, se acumular em órgãos e impactar o sistema imunológico.

Os micro plásticos são materiais quimicamente ativos, capazes de atrair e ligar a compostos conhecidos por prejudicar a saúde humana. Além do cádmio, micro plásticos têm sido mostrados para acumular chumbo, PCBs e pesticidas. Além disso, os plásticos são fabricados com sua própria suíte de compostos tóxicos, que podem incluir BPA, um disruptor endócrino. Pesquisadores sugeriram que compostos adquiridos e endógenos poderiam lixiviação de plásticos degradantes em seu ambiente, seja solo ou tecido humano.

“Porque estamos preocupados que os micro plásticos possam prejudicar nossa saúde… achamos interessante que o princípio da precaução não seja [sendo] aplicado”, disse à EHN Sophie Vonk, pesquisadora da Plastic Soup Foundation, nos Países Baixos, um grupo dedicado ao fim da poluição plástica. “Então, enquanto não houver provas, achamos certo de que estamos sendo expostos a essas partículas todos os dias, pela nossa comida, água, pelo ar que respiramos.”

Cientistas detectaram micro plásticos em produtos de supermercado (Crédito: loonyhiker/flickr)

O que é que eu faço?

Uma vez que os micro plásticos entram nos sistemas agrícolas através de uma variedade de meios, abordar este problema exigiria uma abordagem multi-hierárquica.

A Plastic Soup Foundation tem uma campanha de longa data para eliminar o uso de microesferas plásticas em produtos de cuidados pessoais. Isso provavelmente reduziria a quantidade de plástico que acaba na lama de esgoto. O grupo também apoia a limitação de plásticos de uso único em geral, pois estes acabarão se dividindo em micro plásticos que acabam poluindo ambientes oceânicos e terrestres. “Não somos anti-plástico”, disse Vonk. “Sentimos que o plástico pode ser muito útil para certos propósitos, mas a maneira como estamos usando agora não é inteligente.”

A Agência Europeia de Produtos Químicos propôs uma proibição em toda a UE de micro plásticos introduzidos intencionalmente, incluindo aqueles em produtos de cuidados pessoais, bem como os fertilizantes de liberação lenta e revestimentos de sementes usados na agricultura. Alguns estados dos EUA também se mudaram para proibir microesferas de produtos de cuidados pessoais.

Para resolver a questão do mulch plástico, Nizzetto disse que um passo útil seria tornar as empresas que fabricam filmes de mulch plástico responsáveis por sua reciclagem e descarte. Isso ajudaria a reduzir o descarte inadequado nas fazendas.

O uso de plásticos biodegradáveis para a cobertura vegetal seca também foi proposto, mas esses polímeros potencialmente vêm com seu próprio conjunto de problemas. Por exemplo, um dos estudos de Huerta Lwanga descobriu que um plástico biodegradável impactou negativamente o crescimento do trigo mais do que um plástico convencional usado no estudo. Além disso, tem havido controvérsia sobre se alguns plásticos “biodegradáveis” realmente se degradam em compostos inofensivos, ou se eles simplesmente se dividem em micro plásticos mais rapidamente. Tal controvérsia envolve plásticos oxo-biodegradáveis, que a UE moveu para proibir em 2019.

Outra alternativa a cobertura vegetal seca de plástico, desenvolvido por pesquisadores do Instituto Rodale, na Pensilvânia, envolve cultivar culturas de cobertura de sequestro de nutrientes e, em seguida, enrolá-las para formar um tapete grosso. Os agricultores então plantam no tapete, que por si só persiste e inibe as plantas, deixa a água passar, e adiciona nutrientes em vez de micro plásticos ao solo. De acordo com o relatório dos pesquisadores, a técnica pode substituir mais de 90 quilos de cobertura vegetal seca de plástico por acre.

Gladis Zinati, diretor do estudo de sistemas vegetais da Rodale e coautor do relatório, disse à EHN que a estratégia é escalável para grandes fazendas e enfatizou a importância de construir solos saudáveis em terras agrícolas para apoiar a resiliência a longo prazo.

Muito mais pesquisas são necessárias para pintar um quadro completo do escopo e dos impactos da poluição micro plástica dos solos agrícolas. Mas enquanto isso, os plásticos continuarão a se acumular.

“Isso é uma espécie de contaminação irreversível”, disse Nizzetto. “Não há como remediar esse tipo de contaminação na escala dos solos agrícolas.”

Artigo original devidamente autorizado pela: Environmental Health News

Imagem em destaque: Shutterstock